液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)醫(yī)藥廢水中苯乙酸的含量

張玉娜， 王倩文*

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266109)

苯乙酸又名芐基甲酸，其化學(xué)性質(zhì)活潑，在羧基和苯環(huán)上均可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料等有機(jī)合成的中間體。醫(yī)藥工業(yè)中生產(chǎn)青霉素、地巴唑等藥物的過程中均有副產(chǎn)物苯乙酸產(chǎn)生[1 - 4]，其中苯乙酸含量直接影響著下游產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，準(zhǔn)確測(cè)定其中苯乙酸含量，可為下游產(chǎn)品生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持，以提高目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量[5]。醫(yī)藥廢水成分復(fù)雜且其中苯乙酸含量差異很大，之前報(bào)道的比色方法[6]操作繁瑣且準(zhǔn)確度不能滿足準(zhǔn)確定量的需求；高效液相色譜方法[7 - 8]只能對(duì)苯乙酸含量進(jìn)行加標(biāo)檢測(cè)，很難實(shí)現(xiàn)苯乙酸的精確定量。液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法集傳統(tǒng)液相色譜的高分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度、高選擇性與一體[9 - 10]?；诖耍疚奶岢霾捎靡合嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用方法檢測(cè)醫(yī)藥廢水中苯乙酸的含量，該方法操作簡便、快速高效，且具有良好的精密度、準(zhǔn)確度和重復(fù)性，可用于醫(yī)藥廢水中苯乙酸的精確定量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1290/6460超高效液相色譜-四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國，Agilent公司)；5424R高速冷凍離心機(jī)(德國，Eppendorf公司)；Milli-Q去離子水發(fā)生器(美國，Millipore公司)。

苯乙酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度>99%，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心)溶液：精確稱取一定量苯乙酸標(biāo)準(zhǔn)品，配制成1.04 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。甲醇(色譜純，德國Merck公司)，甲酸(分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1樣品前處理取4組不同工藝階段的醫(yī)藥廢水為測(cè)試樣品，分別編號(hào)1#～4#。樣品經(jīng)高速冷凍離心機(jī)在4 ℃下,以15 000 r/min離心20 min，再經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后，直接上機(jī)檢測(cè)。

1.2.2色譜條件色譜柱為Eclipse Plus C18柱(50×2.1 mm)，流動(dòng)相為2 mmol/L甲酸水溶液(A)和甲醇(B)，流速為200 μL/min，梯度洗脫條件為：0～0.5 min，35%B；0.51～1 min，95%B；1～2 min，100%B；柱溫30 ℃，進(jìn)樣量2 μL。另外，為防止不同樣品之間的交叉污染，進(jìn)樣針每次取樣之后都用甲醇溶液沖洗一次。

1.2.3質(zhì)譜條件質(zhì)譜采用電噴霧離子源，負(fù)離子(ESI-)掃描模式，掃描方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(MRM)，定量離子對(duì)m/z135/91，碎裂電壓50 V，碰撞能量3 eV，錐孔電壓25 psi，毛細(xì)管電壓3 500 V，干燥氣流速8 L/min，干燥氣溫度350 ℃，鞘氣流速10 L/min，鞘氣溫度350 ℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 液相色譜條件的選擇

實(shí)驗(yàn)選擇水和甲醇的混合溶液為流動(dòng)相，其中水相為2 mmol/L甲酸水溶液。甲酸的加入可提高檢測(cè)物質(zhì)的離子化效率，使檢出信號(hào)增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)證明濃度為2 mmol/L甲酸既能保證流動(dòng)相基質(zhì)對(duì)測(cè)定結(jié)果不構(gòu)成干擾，又能有效增強(qiáng)待測(cè)物質(zhì)的檢出信號(hào)，提高檢測(cè)的靈敏度。在優(yōu)化的色譜條件下，3 min即可完成一個(gè)樣品的分析檢測(cè)，該條件下得到苯乙酸標(biāo)準(zhǔn)品與樣品的色譜圖如圖1所示。

2.2 質(zhì)譜條件的選擇

采用直接進(jìn)樣方式將10.42 mg/L的苯乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)行正、負(fù)離子模式掃描，根據(jù)準(zhǔn)分子離子峰信號(hào)強(qiáng)度確定選擇負(fù)離子掃描模式，得到苯乙酸的準(zhǔn)分子離子。然后以選定的準(zhǔn)分子離子為母離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜掃描，得到苯乙酸二級(jí)質(zhì)譜圖，如圖1所示，選擇定性、定量離子對(duì)為m/z135/91。

圖1 苯乙酸標(biāo)準(zhǔn)品(A)、樣品(B)色譜圖及其二級(jí)質(zhì)譜(C)圖Fig.1 Chromatograms of phenylacetic acid standard (A), sample(B) and mass spectrum of phenylacetic acid(C)

2.3 方法的線性范圍、檢出限、回收率及精密度

用去離子逐級(jí)稀釋得到苯乙酸系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(104.16、52.08、10.42、5.21、1.04 mg/L)，分別進(jìn)樣測(cè)定，以樣品的峰面積(Y)對(duì)質(zhì)量濃度(X)進(jìn)行線性回歸。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：Y=401.3X-1433，線性范圍為1.04～104.16 mg/L，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.996。以空白水樣進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，以檢測(cè)信號(hào)信噪比(S/N)>3得到方法對(duì)苯乙酸的檢出限為0.12 mg/L；以S/N>10確定方法定量限為0.39 mg/L。

精確稱取苯乙酸標(biāo)準(zhǔn)品，以濃度5 mg/L和50 mg/L分別加入4組樣品中，充分溶解后經(jīng)與樣品前處理同樣的步驟后上機(jī)分析，重復(fù)5次實(shí)驗(yàn)得到該方法的加標(biāo)回收結(jié)果。從表1可以看出，方法加標(biāo)回收率范圍為96.42%～101.85%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)范圍為0.72%～5.27%。表明方法具有良好的精密度和較高的準(zhǔn)確性。

2.4 樣品分析

將處理好的樣品上機(jī)分析，其中每個(gè)樣品重復(fù)檢測(cè)5次得到樣品中苯乙酸的含量，結(jié)果見表1。從結(jié)果可看出，4組醫(yī)藥廢水樣品中均有苯乙酸檢出，含量分別為77.24、6.89、7.53、59.86 mg/L，說明醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)中副產(chǎn)物苯乙酸的普遍存在，也證明了該方法適用于醫(yī)藥廢水中苯乙酸含量的快速分析檢測(cè)。

表1 醫(yī)藥廢水中苯乙酸含量的分析結(jié)果(n=5)

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法實(shí)現(xiàn)了醫(yī)藥廢水中苯乙酸含量測(cè)定。結(jié)果表明，相較于傳統(tǒng)檢測(cè)手段，本方法快速、靈敏、準(zhǔn)確、高效，適用于醫(yī)藥廢水中苯乙酸含量的分析檢測(cè)。